BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 3: Med. Grandezas, Unidades e Representações

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1 BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 3: Med. Grandezas, Unidades e Representações

2 Medidas Dados das observações devem ser adequadamente organizados MEDIR comparar algo com um PADRÃO DE REFERÊNCIA Medidas diretas (resultado da leitura de magnitude uso de instrumento de medida) pg Medidas indiretas (resultado de operações matemáticas sobre medidas diretas) Velocidade = distância percorrida (medição direta) Tempo (medição direta)

3 content de-conc complet Medidas de Grandezas, Unidades e suas Representações Medidas: Erros ERROS INTRÍNSECOS ao ato de medir!!! podem ser estatísticos, sistemáticos ou grosseiros. Erros estatísticos: naturais de muitas medições de uma grandeza d/ desvios dos valores de temperatura de uma caldeira aferidos de hora em hora pequenas variações nas medidas da resistência de uma viga

4 Medidas: Erros Erros sistemáticos: calibração, defeito ou método Ex: - defeito: um ponteiro torto num acelerômetro ou velocímetro, uma régua lascada, vazamentos - calibração: uma balança descalibrada, um medidor de potência óptica sem manutenção - método: posicionamento de um paquímetro, balança torta por um piso desnivelado

5 Medidas: Erros Erros grosseiros: distração ou cansaço do observador, eventos aleatórios (imprevisíveis ou fora de controle) Ex: - distração ou cansaço: anotar um valor errado, aproximações erradas - eventos fora de controle e imprevisíveis: paradas de energia, pancadas numa balança cember2011/perspectives_600.jpg?as=1&iar=1&la=en

6 Medidas Medidas são provenientes do uso de INSTRUMENTOS! Elaborados por comparação com uma referência (comparação sujeita a erros) É preciso usar um instrumento adequado para o que se deseja medir! Exemplos: isica/prefixos s.htm Massa a ser medida Dimensão a ser medida Tempo a ser marcado

7 Medidas: Precisão X X

8 Medidas: Precisão Para o mesmo objeto apresenta-se o resultado de 4 medidores Os resultados variam de acordo com o medidor zero Medidor Medida A 4,20 B 4,25 C 4,3 D 4,25

9 Representações: Algarismos Significativos Nem todos os números coletados são necessários, relevantes ou corretos (precisos)! algarismos significativos: são todos aqueles que se tem certeza mais o PRIMEIRO duvidoso (depende da precisão do equipamento!) média das medidas: 4,25 cm precisão da régua: 0,1 cm certos duvidoso 4,25 cm zero Arredondamento!

10 Representações: Arredondamentos Regra simples: sempre se arredonda o primeiro duvidoso Se o primeiro duvidoso 5 aumenta-se o primeiro algarismo certo em um Se o primeiro duvidoso < 5 mantém-se o primeiro algarismo certo 4,22 cm 4,2 cm 4,26 cm 4,3 cm zero

11 Representações: Notação Científica Em Ciência e Tecnologia (e, portanto, na Engenharia!) lida-se com números muito grandes e muito pequenos MILHÕES de toneladas de água content/ Milionésimos de milímetro É preciso uma forma de representar essas grandezas adequada e precisamente!!!

12 Representações: Notação Científica Regra: α. 10 n α é sempre um número 1 e < 10 Ex: Número de fótons coletado num fotodetector: de um sensor a laser: , x fótons detectados Se a precisão é de = 3 x fótons, então, com as regras de arredondamento: 3 x = 0,003 x , x fótons detectados = 7,001 x fótons detectados Praticidade e precisão para o cientista e o engenheiro

13 Representações: Ordem de Grandeza Nem sempre é essencial se conhecer o valor exato apenas uma estimativa da grandeza pode ser suficiente Ex: uma ponte improvisada com ripas de madeira obviamente não suporta o peso de um caminhão carregado /jaru- ao-em- a escala de grandeza já diz isso! Como expressar? se α é < ~3,16 10 n α. 10 n se α é ~3,16 10 n+1 Exemplo: 18 ton = kg = 1,8x10 4 o.g. = = mm = 0,072 m = 7,2x10-2 o.g. = =

14 Unidades Unidades fundamentais (base para as outras) Grandeza Comprimento Massa Tempo Intensidade de corrente elétrica Temperatura Quantidade de matéria Intensidade luminosa Unidades (símbolo) (nomes sempre em minúsculo) metro (m) quilograma (kg) segundo (s) ampère (A) kelvin (K) mol (mol) candela (cd)

15 Unidades Unidades fundamentais e derivadas Comprimento Massa Tempo Unidade no SI: m (metro) Unidade no SI: kg (quilograma) Unidade no SI: s (segundos) Padrão do kg Célula para Césio rarefeito e resfriado relógio atômico

16 Atividade - Medidas A turma deve ser dividida em grupos de 5 alunos Com uma única régua de 30 cm os grupos devem fazer réguas em folhas brancas, com marcações apenas de 0, 10, 20 e 30 cm. Cada grupo deverá medir 2 objetos da sala de aula (sem dobrar, cortar ou marcar as réguas de papel). Exemplo: - um determinado caderno (único para a sala toda); - a altura da sala Após as medições de cada grupo, os valores devem ser organizados em uma tabela no quadro. Discussão: - As réguas ficaram iguais? - As réguas forneceram resultados iguais? Por quê? - As réguas são apropriadas para medir os dois objetos? Por quê? - Como relacionar este aspecto com o dia-a-dia da Engenharia (por exemplo, em construções ou pesagens)?

17 Errado ALGUNS ENGANOS Correto Km, Kg - a grama 2 hs, 15 seg 80 KM/H 250 K um Newton km, kg - o grama 2 h, 15 s 80 km/h 250 K um newton

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